环境工程学各章重点内容-第3章水的生物化学处理方法.pptx

第二节 好氧悬浮生长技术一、活性污泥法（1）活性污泥法的基本流程；（画图简答）（2）活性污泥去除污水中有机物的三个阶段及各自特点。（3）影响活性污泥法的因素：溶解氧、营养比例、pH及温度。（4）MLSS、MVLSS概念及其作用；（5）污泥沉降比（SV%）概念及其作用；（6）污泥体积指数（SVI）的概念、计算以及实际应用（选择题或判断题）:活性污泥系统运行正常时，SVI值范围（50150）。（7）污泥泥龄的概念及计算；（8）曝气的作用，常用的曝气方法及其应用场合；（9）鼓风曝气系统的组成；（10）表面曝气器的分类。（11）曝气池的类型及构造；（一）（三）（3）至少能例举10种以上活性污泥工艺；（4）重点掌握传统推流式、完全混合法、吸附再生法、氧化沟、序批式活性污泥法（SBR法）、膜生物反应器运行特点。一、活性污泥法（四）活性污泥法的运行方式传统推流式：优点：处理效率高，出水水质较好。缺点：(1)对水量、水质变化的适应性较差（抗冲击负荷能力差；(2)曝气池容积大，占地大，基建费用高；(3)在曝气池内，有机物浓度和需氧量沿池长逐步下降，而供氧量沿池长均匀分布，供氧方式不合理。完全混合法：污水与回流污泥进入曝气池后，立即与池内的混合液充分混合，故其有如下特点：优点：（1）污水进入曝气池后立即被稀释均化，故对冲击负荷具有较强的适应能力。（2）可以通过对F/M的调整，使整个曝气池的工况控制在最佳条件。（3）池内各个部分的需氧量比较均匀。缺点:污泥易膨胀 序批式活性污泥法（SBR法）：其操作流程由（进水、反应、沉淀、排水和闲置）五个阶段组成。优点：(1)工艺系统组成简单，无需二沉池及污泥回流设备，基建费用低；(2)耐冲击负荷；(3)出水水质好（优于连续流系统）;(4)具有脱氮除磷的效果；(5)有效地防止丝状菌膨胀;(6)便于自控运行，易于维护管理。能够例举集中能够例举集中SBRSBR法的变形工艺。法的变形工艺。氧化沟：沟槽中设有机械曝气装置，曝气设备工作时，推动沟中混合液迅速流动，并实现供氧，污水进入沟内被立即稀释均化。其水流形态将推流式与完全混合式相结合。优点：(1)对水温、水质、水量变动有较强的适应性；(2)独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且在沟内不同位置形成好氧区，缺氧区，具有脱氮功能；(3)水力停留时间长，污泥产率低。例举几种氧化沟工艺模式。吸附再生法：原理及基本流程。(简答）原理：主要依据活性污泥降解有机物的两个阶段，并充分利用活性污泥的初期吸附能力，在较短的时间里通过吸附去除污水中悬浮的和胶态的有机物，再通过液固分离，污水即获得到净化。基本流程：（略）优点：1、池容积小，可以大大节省基建投资；、池容积小，可以大大节省基建投资；2、工艺灵活，最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水，、工艺灵活，最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水，如制革废水、焦化废水等如制革废水、焦化废水等；3、对水质、水量的冲击负荷具有一定的承受能力。、对水质、水量的冲击负荷具有一定的承受能力。缺点：缺点：1、吸附时间较短，处理效果不及传统法的高；、吸附时间较短，处理效果不及传统法的高；2、不易处理溶解性有机物含量较多的污水。、不易处理溶解性有机物含量较多的污水。膜生物反应器的特点(简答）；1）利用膜组件代替二沉池；2）出水优质稳定，在通常情况下无需消毒即可达到回用标准；3）反应器内污泥浓度高，单位容积内生物量大；4）污泥龄长，剩余污泥产量少，降低了污泥处理费用;5）结构紧凑，工艺流程简单，占地面积小，不受设置场合限制；6）可有效去除氨氮和难降解有机物；7）操作管理方便，易于实现自动控制。1）膜造价高，使膜生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺;2）容易出现膜污染，给操作管理带来不便;3）能耗较大（维持操作压力、曝气量大、反冲洗），运行费用较高。（五）活性污泥法处理系统工艺设计基础（五）活性污泥法处理系统工艺设计基础一、曝气池容积设计计算：污泥负荷法劳-麦第二数学模型二、剩余污泥量的计算：污泥泥龄法产率系数法三、需氧量计算：注：注：以上公式要重点掌握，熟记活用以上公式要重点掌握，熟记活用四、每日排放的湿污泥体积：每日产生的剩余污泥中，干污泥量为 ，设湿污泥的含水率为a%（质量分数），湿污泥密度取1000kg/m3。则是污泥体积：公式应用的注意事项：1、单位统一，如Ls与X（或 XV）单位对应。2、凡涉及生化反应动力学参数的公式，污泥浓度要代入XV（MLVSS）。（五）活性污泥法处理系统工艺设计基础（五）活性污泥法处理系统工艺设计基础例题 某污水处理厂采用活性污泥法处理生活污水，处理量为9000m3/d，进入曝气池的BOD5为350mg/L。要求出水的BOD5小于20mg/L，计算水温为30，拟采用传统推流式曝气池，试计算曝气池的有效容积、每日排放的湿污泥体积和曝气系统。有关设计参数为：；（1）曝气池中混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）同混合液悬浮固体（MLSS）之比为0.8；（2）剩余污泥含水率按99%（质量分数），密度与水接近；（3）曝气池中MVLSS为3000 mg/L；（4）污泥负荷为0.3kg BOD5/(kg MLVSSd）；（5）污泥泥龄为8.3d；（6）需氧量设计参数：氧化分解需氧率a=0.53 kgO2/kgBOD5，内源代谢需氧率b=0.11 kgO2/kgBOD5；cs(20)=9.17mg/L，cs(30)=7.6mg/L，=0.8，=0.9，F=0.8，E=20%，大气压为1atm。(7)设计的有效水深H=5m。1、根据污泥负荷法计算曝气池的有效容积：2、每日排放污泥量：则日排湿污泥量：3、曝气系统设计（1)计算曝气池实际需氧量，根据式（12-68）(2)空气扩散器口处的绝对压力pd 有效水深为有效水深为5.0m，扩散器距池底，扩散器距池底0.2m安装，则扩散器上静水压头为安装，则扩散器上静水压头为4.8m，则：，则：(3)空气离开曝气池面时，氧的百分比 选用氧转移效率选用氧转移效率EA=18%扩散器，则：扩散器，则：（12-47）(4)30时曝气池混合液中平均氧饱和度（12-45）值取值取0.8，值取值取0.9，=1，30饱和溶解氧浓度饱和溶解氧浓度cs=7.6mg/L(5)将实际需氧量换算为标准状态下的冲氧量OS（12-51）(6)供气量计算GS（12-54）如选用如选用3台风机，二用一备，则单机风量：台风机，二用一备，则单机风量：1915.2m3/h计算若曝气池中的污泥浓度为2200mg/L，混合液在100mL量筒内经30min沉淀的污泥量为18mL，计算污泥体积指数、所需回流比和回流污泥浓度。解:污泥体积指数为:回流污泥浓度为:对进出曝气池的污泥量进行物料衡算:计算某城市污水设计流量Q=10 000m3/d，进水BOD5平均浓度为300mg/L，若用4座完全混合曝气池，去除率90%，求每个曝气池有效容积和平均需氧量。取Ls=0.5kgBOD/kgMLVSSd，MLSS=4000mg/L，MLVSS/MLSS=0.76，a=0.6,b=0.07。解：1）若采用四座曝气池，则每座曝气池设计流量为：利用污泥负荷法求每座曝气池的有效容积：曝气池内挥发性悬浮固体浓度为：2）曝气池的平均需氧量：计算某污水处理站，采用好氧活性污泥法处理污水，日处理能力为2000m3，进水BOD5为500mg/L，曝气池混合液污泥浓度MLSS为3g/L，要求出水BOD5小于20mg/L，污泥负荷为0.2kgBOD5/kgMLSSd，每日排放剩余污泥（以MLSS计）250kg（干污泥质量），试计算曝气池的有效体积、污泥泥龄及每日排放湿污泥体积（污泥含水率为99%，密度为1000kg/m3）。解：利用污泥负荷法求每座曝气池的有效容积：污泥泥龄为：湿污泥体积为：计算题城市污水厂流量Q=6000m3/d，进水BOD5=200 mg/L。出水BOD5=25mg/L，曝气池容积1000m3,MLVSS=3g/L，MLVSS/MLSS=0.75，产率系数Y=0.4(mgVSS/mgBOD5)，内源代谢系数Kd=0.06(d-1)。若剩余污泥含水率为99%，密度为1000kg/m3，则每日排放的剩余污泥量（干污泥质量kg/d和湿污泥体积m3/d）；试判断水温为15时，活性污泥系统是否具有硝化功能，并说明原因。（15 时，硝化菌的世代周期为5.5d）。解：污泥负荷为：污泥泥龄为：由计算可知，污泥泥龄大于硝化菌的世代周期，因此硝化菌可以在系统中存活，系统具有消化功能。每日排放的干污泥质量为：每日排放的湿污泥体积为：补充：污泥膨胀：1、定义及其带来的危害 2、原因：主要掌握由于污水水质导致的污泥膨胀原因；3、辨别哪些工艺容易发生污泥膨胀，哪些不容易发生。4、如发生污泥膨胀，可采取哪些措施。（简答）典型题简答题在活性污泥法基本流程中，活性污泥法由哪些部分组成，并说明每一部分的作用？答案：包括曝气池、曝气设备、沉淀池、污泥回流系统及剩余污泥排出系统组成。曝气池：为微生物降解污染物提供场所；曝气设备：为好养微生物提供溶解氧，并使混合液呈悬浮状态，使微生物、有机物和氧充分接触。（充氧和混合）；沉淀池：固液分离，并使污泥初步浓缩；污泥回流系统：将沉淀池大部分污泥回流至曝气池，使曝气池内保持一定的生物量；剩余污泥排放系统：排出增殖的微生物，维持活性污泥系统的稳定运行。简答题SBR工艺能否作为脱氮工艺？为什么？答案：能。SBR工艺运行时，进水、曝气、沉降、排水分阶段进行。进水时，池内呈缺氧状态，反硝化菌利用污水中的有机物进行反硝化反应；曝气时，硝化菌又可进行硝化反应，从而实现脱氮的目的。简答题与一般沉淀池相比，二沉池的构造在设计时应注意哪些？在二沉池中设置斜板或斜管能取得理想的沉淀效果么？为什么？答案：二沉池的进水部分更需合理设计，使布水均匀，以利于污泥絮凝；限制出流堰处的流速，避免污泥絮体被出水带走；污泥斗容积要考虑污泥浓缩的要求；池表面应设置除渣装置。斜板（管）主要适用于沉淀类型为自由沉淀的沉淀池，但二沉池中沉淀类型主要属于成层沉淀；且活性污泥黏度大，容易粘附在斜板（管）上，造成积泥堵塞，影响沉淀效果。第三节 好氧附着生长处理技术（1 1）生物膜的定义）生物膜的定义；（2 2）生物膜的生物相组成（与活性污泥的区别）；）生物膜的生物相组成（与活性污泥的区别）；（3 3）净化污水机理：）净化污水机理：吸附，降解，好氧层，厌氧层，增厚，吸附，降解，好氧层，厌氧层，增厚，脱落，更新；脱落，更新；（4 4）生物膜法污水处理特征：微生物方面的特征和处理工艺）生物膜法污水处理特征：微生物方面的特征和处理工艺方面的特征；方面的特征；(简答题简答题）（1 1）生物滤池的构造及分类；）生物滤池的构造及分类；（2 2）提高生物滤池负荷的方法：处理水）提高生物滤池负荷的方法：处理水回流、增大滤床高度；回流、增大滤床高度；（3 3）回流的作用：）回流的作用：1 1）可以均化与稳定进水水质；）可以均化与稳定进水水质；2 2）加大水）加大水力负荷力负荷,促进生物膜更新，使生物膜保持较高的活性；促进生物膜更新，使生物膜保持较高的活性；3 3）抑制滤）抑制滤池蝇的过度滋长，减轻臭味。池蝇的过度滋长，减轻臭味。（4 4）曝气生物滤池的用途及特点）曝气生物滤池的用途及特点。【简答题】（。【简答题】（264264页）页）高负荷生物滤池设计高负荷生物滤池设计 Se 出水的BOD，mg/L;Si 原污水的BOD，mg/L；（2）核算水力负荷（滤率）滤床总体积（V）回流时，滤池进水中有机物浓度计算：例题已知某城镇人口80000人，排水量定额为100L/（人d），BOD5为 20g/（人 d）。设有一座工厂，污水量为2000m3/d，其BOD5为2200mg/L。拟混合采用回流式高负荷生物滤池进行处理，处理后出水的BOD5要求小于30mg/L。（根据经验参数设计）解：基本设计参数计量 生活污水和工业废水总水量：生活污水和工业废水混合后的BOD5浓度：由于生活污水和工业废水混合后BOD5浓度较高，应考虑回流，根据表13-3确定回流比为3，则：生物滤池的个数和滤床尺寸计算 设生物滤池的有机负荷采用2kgBOD5/（m3d），于是生物滤池总体积为：设池深为2m,则滤池总面积为：若采用5个滤池，每个滤池面积：滤池直径为：核算水力负荷 滤率在1036m/d之间（表14-4），符合设计要求。经过计算，采用5个直径21m、高2m的高负荷生物滤池。三、生物转盘（1 1）生物转盘的工作原理）生物转盘的工作原理；（；（简答题简答题）（2 2）生物转盘的构造）生物转盘的构造；（3 3）生物转盘系统布置形式；）生物转盘系统布置形式；四、生物接触氧化法（1 1）工作原理：在曝气池中设置填料，作为生物膜载体，）工作原理：在曝气池中设置填料，作为生物膜载体，利用生物膜和活性污泥中的微生物的联合作用净化污水。利用生物膜和活性污泥中的微生物的联合作用净化污水。（2 2）生物接触氧化池的构造；）生物接触氧化池的构造；（3 3）常用的填料种类；）常用的填料种类；第四节 厌氧生物处理技术（1 1）厌氧消化的三阶段理论）厌氧消化的三阶段理论（简答题、判断、选择简答题、判断、选择）第一阶段为水解发酵（酸化）阶段：第一阶段为水解发酵（酸化）阶段：在厌氧菌胞外酶作用下，在厌氧菌胞外酶作用下，将复杂有机物分解为简单有机物将复杂有机物分解为简单有机物；第二阶段为产氢产乙酸阶段：第二阶段为产氢产乙酸阶段：在产氢产乙酸菌的作用下，把在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。第一阶段的产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段为产甲烷阶段第三阶段为产甲烷阶段：产甲烷菌把前两个阶段产生的乙酸：产甲烷菌把前两个阶段产生的乙酸、氢及二氧化碳等转化为甲烷。、氢及二氧化碳等转化为甲烷。（2 2）厌氧消化的影响因素：产甲烷菌对环境条件的变化较为）厌氧消化的影响因素：产甲烷菌对环境条件的变化较为敏感，产甲烷阶段是厌氧消化反应的控速阶段，因此厌氧反应器敏感，产甲烷阶段是厌氧消化反应的控速阶段，因此厌氧反应器的各项影响因素也以对产甲烷细菌的影响因素为准。的各项影响因素也以对产甲烷细菌的影响因素为准。温度的影响；温度的影响；适宜的适宜的pHpH值范围；值范围；C/N比一般来讲要求比一般来讲要求C/N比达到（比达到（1020）：）：1为宜。为宜。搅拌的影响；搅拌的影响；（3）提高厌氧消化池处理负荷所采用的方法：加热和搅拌；常规厌氧消化池在运行中容易出现的问题（厌氧消化作用的欠平衡）；（4）高效厌氧反应工艺的种类:厌氧接触法、UASB、厌氧滤池、厌氧流化床等；（5）厌氧接触法流程及优点、脱气和冷却的作用。（6）上流式厌氧污泥反应床（UASB）工作原理（简答）、高效运行三个重要条件、特点。第四节 厌氧生物处理技术（7）与普通单级厌氧处理法相比，分段厌氧处理法（两相厌氧法）特点：使产酸和产甲烷两个阶段分别在两个独立反应器内进行，不同功能的厌氧菌在各自适宜的条件下生存，处理效率和产气率提高；可承受较高负荷，反应器容积缩小，基建费用较低；缺点是设备较多，操作流程复杂。第五节 生物脱氮除磷技术（1 1）生物脱氮机理）生物脱氮机理（2 2）生物除磷机理生物除磷机理（简答题简答题，文字描述文字描述）注意注意：硝化及反：硝化及反硝化阶段对溶解氧、硝化阶段对溶解氧、温度及温度及PH的要求。的要求。第五节 生物脱氮除磷技术（1）（3 3）至少能例举5种脱氮除磷工艺；（填空或选择）（4）A2/O工艺：（简答）工艺流程（简图）及特点；不能同时取得良好的脱氮除磷效果的原因（除磷效率较低的原因）（5）SBR法脱氮除磷的工艺流程。（画图简答）第六节 水处理厂污泥处理技术（1）污泥的来源及危害；（2）污泥含水率与污泥体积的关系：（3）污泥的最终处置方式：填埋、农业利用、焚烧、建材等。（4）污泥处置前的处理：污泥浓缩、污泥稳定、污泥调理、污泥脱水（6）常用的污泥脱水机械设备；（5）污泥浓缩的方法；